Рентгенопроводимость в свинецсодержащих материалах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

1 5 и ¿> э о

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТР7Д030Г0 лРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫ!! ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИГЛЕ1Ш А.И.ГЕРЦЕНА

На правах рукописи УДК 537.311.33

хорошева

Валентина Александровна

РЕНТГЕНОПРОВОДИМОСТЬ 3 СВ&ШЦСОдаНАЩИХ МАТЕРИАЛАХ. 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математичзских наук

Ленинград - 19Э0

. ■ )

Работа выполнена на кафедре физической электроники Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени государственного педагогического института имени А.И.Герцена

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор, действительный член АШ СССР Г.А.БОРДОВСКИЙ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор В.А.ИЗВОЗЧИКОЕ!

кандидат технических наук Е.И.ФЕДОРОВА.

Ведущая организация - Ленинградский электротехнический

институт связи имени профессора М.А.Бонч-Бруевяча

Защита состоится " | " и'Тчч 19Э0 г. в \ ча-

сов на заседании специализированного Совета К 113.05.03 по присуждению ученой степени кандидата наук в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени государственном педагогическом институте имени А.И.Герцена по адресу: 191186, Ленинград. нао.р.«ойкл, корп-3, ауд.20.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке института.

Автореферат разослан * ^М " г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат педагогических наук, доцент /~) Н.К.Мяхеева

- I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

» Актуальность темы.

Широков использование рентгеновского излучения ¡РИ> в сов-иве^Ш. условиях (развитие рентгенотерапии, ^рэнтгенодиагнос-аки, рентгенодефектоскопии) , расширение космических иссле-эваний в области РИ , дефицит серебра, которое является осно-гшм ингредиентом используемых рентгеночувствительных матери-яов, теми или иными' недостатками известных ренггеночувстви-эльных веществ

(Л/Г, й/Г*. Р40 , аморфный селен, мы-ьяксодержазцие халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП}} требует поиска новых материалов, обладающих фотопро-одимостью в рентгеновской области спектра. Несмотря на то, то вышеназванные ХСП нашли большое практическое применение, ктуальны работы по синтезу и исследованию новых, не содержащих оксичный мышьяк,ХСП. Для использования в высокочувствительных реобразователях РИ в настоящее время рассматриваются в качес-ве перспективных также соединения, включающие тяжелые алемен-ы висмут, свинец, например, соединения системы дв Л/г - (Те, .Г/ .

Соединения системы . (висмутатц свинца), бу-

учи изострунтурннми соединениям содержат в

лементарной ячейке меньшее число атомов кислорода и йроявля-1Т в связи с этим позиционную неупорядоченность. Теоретически :оказано, что они должны обладать повышенной радиационной бойкостью. Уже первые исследования висмутатов свинца и ХСП ¡истемы ^ (7е в видимой области спектра, проведен-

ие в ЛТШ им.А.И.Герцена под руководством профессора Г.А. ¡орловского, показали их перспективность как светочувствительна полупроводниковых материалов.

ХСП системы полупрбвод-

[вковый материал системы /7/г (¡а ¿3/, J явля-

ется высокоомнымк, обладают чувствительностью в видимой обла-ти спектра, кроме того, они обладают повышенной радиационной тойкостыо, содержат в своем составе тяжелые элементы,, являют-я представителями стеклообразных и позиционно неупорядоченных олупроводников соответственно. Исследование их фотопроводимос-'и в рентгеновской области представляет интерес как для физм-и неупорядоченных твердых тел, поскольку расширяет сведения

о физических свойствах этих соединений, так и для практики, способствуя определению возможного их практического использования.

Несмотря на то, что взаимодействию РИ с веществом посвящено значительное число работ, его нельзя считать всесторонне изученным. В частности, недостаточно исследованы эффекты накопления зарядов, происходящие под действием РИ в неупорядоче них полупроводниках,что затрудняет практическое применение де ных материалов.

2. Цель работа. Разностороннее и сравнительное исследование специфики электронных процессов, происходящих в ХСП.системы Р/- йе.- £ и позиционно неупорядоченных висмутатах свинцг под действием РИ, получение.на их основе рекомендаций для прг ктического использования этих материалов ^составили основную цель и содержание данной диссертации.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- поиск к разработка технологии получения перспективных веществ, содержащих тяжелые элементы, чувствительных к РИ;

- комплексное исследование электрофизических свойств полу ченных материалов для выяснения закономерностей и определена основных параметров рентгенопроводимости.

Диссертационная рабста проводилась по "Плану важнейших ра бот МП гСФСР на 1981-1985 годы" ( раздел "Естественные науки Физика", п. 2 > ив соответствии с Координационным планом на 1986-1990 гг. объединенного Совета по комплексной проблеме "Физика твердого тела" отделения общей физики и астрономии ■ АН СССР, пункты 1.3.9.2 , 1.3.9.5 и 1.3.9.7.

3. Научная новизна.

Проведено сопоставительное исследование основных закономе яостей рентгенопроводимости в стеклообразном материале

и в позицяонно неупорядоченном 0„ , содержащих тяжелые элементы: , £{ В результате чего показано, что по ряду электрических и фоте электрических параметров позиционно неупорядоченный тюлупрох дник "'г Я'6 приближается к стеклообразным кат?

алам.

Произведен расчет коэффициентов взаимодействия РИ с

- 4 -

< * . Развита методика расчета энергетических жходов атомов, релаксирующих Оже-электроны и характеристичес-:ое излучение в применении к материалам, содержащим в своем юставе два и более тяжелых элементов, обладающих одинаковой юглощатвльной способностью к ?И. На этой основе выполнен >асчет спектрального распределения рентгеночувствительности в :лоях г &(£ Он и проведено сравнение с полученными кспериментальными данными. Произведена оценка квантового вы-:ода члектронов под действием ¥А в Л/.

.. Практическая значимость.

Разработана лабораторная технология получения слоев Р&1. 8<с Оц методом седиментации порошка в поле центробежных ил инерции, которая позволяет получать слой толщиной 30 -О мкм, сохраняйте стехиометрия исходного порозка.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности ис-ользования данных материалов в чувствительных к РИ-слоях ототермопластических носителей информации (ФТПН) , вцдико-:ах, детекторах РИ. Исследованные эффекты накопления заряда в Р 6% 0/1 позволяют говорить о возможности использования того полупроводника в качестве диэлектрической защиты от РИ, . дозиметрах РИ.

Приведенные в данной работе расчеты и экспериментальные ,анные могут служить справочным материалом при дальнейшем изу-ении и использовании взаимодействия Р^ъ $ с РИ.

Защищаемые положение.

1. Технология твердофазного синтеза и седиментации порошка поле центробежных сил инерции, обеспечивает получение слоев

Р/>г 0п идентичных по составу и электрофизическим войствам исходному материалу.

2. Применение теории взаимодействия РИ к 3-х компонентным атериалам системы О — позволило определить нергко образования пары электрон-дырка, квантовый еыход и пектралькое распределение рентгеночувствительности в слоях

РЧ&ьй,, . * " .

3. Основные закономерности рентгенопроводийости в радиаци-кно стойких материалах: Р^г &^¿^ и ^^г ~ вляются типичными для стеклоооразных и неупорядоченных мате-иалов, укладывается в рамки модели Роуза-Фаулэра-ЗайсСерга н

- 5 -

свидетельствуют о наличии ловушек, квазинепрерывно распределенных по энергиям в запрещенной зоне. .

4. Изученные соединения и *

обладают рентгеночувствительностью и/в силу высокой стабильности к.внешним воздайствиям^являются перспективными для практического использования в качестве преобразователей РИ.

6. Аггробашм работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на:

1. 1У Всесоюзной конференции "Бессеребряные и необычные фотографические процессы" Суздаль, 1984 г. ;

2. Всесоюзной конференции "Стеклообразные полупроводники" Ленинград, 1985 г. ;

3. ШУ1 - ШУ111 Герценовских чтениях Ленинград, ЛГПИ им. А.И.Герцена, 1983-1985 гг. ;

4. научных семинарах лаборатории высокоомных полупроводников кафедры физической электроники ЛГПИ им. А.И.Герцена.

Работа прошла апробацию в НИИЭМ НПО "Полимер".

7. Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 6 печатных работах. Список работ приводится в конце автореферата.

Соавторы Гладковский В.В. и Зиновьева Е.П. оказывали помощь в получении слоев Üp с fit' и , в обсуждении

полученных данных, что способствовало отработке технологии для получения слоев Р^г в дальнейшем автором

лично. Соавторы Аванесян В.Т., Еэкичева Л.К., Сагинопа H.A., Степанов В.В. проводили исследования фотоэлектрических свойств ХСП в видимой области. Жаркой А.Б. исследовал неравновесные электронные процессы в керамиках ß^z ^'с^П у которые не включены в диссертационную работу. Анисимова Н.И. участвовала в обсуждении экспериментального материала, полученного автором Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор, действительный член АПН СССР Г.А.Бордовсккй осуществлял общее руководство ходом работы, включая постановку задачи, обсуждение экспериментальных данных и диссертационной работа.

8. Обьем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка цитированной литературы. Содержание изложено на 164 страницах, в том числе 104 страницы машинописного текста, 6 таблиц, 48 рисунков. Список

- 6 -

литературы вклочаот 161 наименование.

9. СОДВРдШВ ДИССЕРТАЦИИ.

9.1. Первая глава. Содержит краткий обзор литературы по теме диссертации. В ней рассмотрены отличительные особенности внутреннего фотоэффекта в видимой и рентгеновской областях спектра. Показано, что эти особенности обусловлены: взаимодействием квантов большой энергии с веществом, большим квантовым выходом. Внимание уделено существующим моделям радиационной проводимости. Поскольку носителя тока, образовавшиеся под действием РИ, термализуются за время 10~ с, .о рентгенопроводимость наиболее удовлетворительно описывается моделью Роуза-Фаулера-ВайсОорга. Рассматривается применение фотопроводников для регистрации РИ, основные закономерности проводимости под действием РИ в оксиде свинца и мышьяксодержащих ХСП. Отмечается, что существующие полупроводниковые материалы в рентгеноэлектронике имеют недостатки, что делает необходимым поиск новых рентгено-чувствительных материалов. Обоснован выбор объектов исследования, сформулированы конкретные задачи.

9.2. Вторая глава. Рассматривается специфика измерений в рентгеновской области спектра, дается обзор существующих измерительных ячеек для изучения радиационной проводимости, описывается созданная автором установка для исследования электрофизических свойств и рентгеноэлектрических свойств высокоомных полупроводников.

В условиях длинноволнового РИ, небольших мощностей экспозиционных доз ( ~ до 40 Р/с, рентгеновский аппарат РЕИС-й) в работе использовалась несколько измененная измерительная ячейка Цукермана ¡1 . Ее особенность заключается в том, что она позволяет проводить измерения, когда поток РИ попадает сразу на образец, а не проходит через подложку. Сведение паразитных токов до А осуществлялось двумя путями: 1. измерения

производились в вакууме ( 10Г* мм рт ст) ; 2. введена заземленная металлическая пластинка, которая не давала возможности попадать электронам, выбитым под действием РИ с поверхности электрода, связанного с источником питания, на другой электрод. Кроме того, она закрывала электрод, связанный с электрометром, от прямого попадания на наго РИ. Использование образцов струк-

- 7 -

туры "сэндвич" иск/"»«8Т участие в рентгенопроводимости самой подложки.

Слагается технология приготовления слоев Р&г ме-

тодом седиментации порошка в поле центробежных сил инерции. Вь >5ор метода связан: 1. с требованиями к технологии получения ш териалов, пригодных в качестве преобразователей Рй ; 2. с бол! эти технологическими трудностями в получении пленок (при те; мическом напылении &'б интенсивно теряет кислород

и его состав на сохраняется ■) . Приготовление слоез мезагекса-висцутата свинца {^¿г ^'с &'>) включало в оебя следушие этапы: приготовление соединения ^^г ^ 'с » подго-

товка стеклянной подложки с электродом из ¿п , нанесение слоя на подложку с помощью центрифуги, высокотемпературная обработка слоя, нанесение электрода из алюминия.

Идентификация состава слоя проводилась с помощью рентгено-фазового анализа. Сравнение спектра межплоскостных расстояний, полученного по значениям брэгговских углов дифракции, показало, что технология обеспечивает получение слоев больших площадей, близких по составу и структуре к объемным кэрамическим образцам.

Еленки ХСП $ ¿г % г изготовлялись в 4ТИ им.

А.Ф.Иоффе методом " ударного" напыления, Образцы приготовлялись на стеклянных подложках, структура "сэндвич". В качестве ь:ат9риала электродов использовался алюминий. 9.3. Третья глава посвящена вопросам, связанным с взаимодействием РИ с веществом. Приводятся данные по расчету, полученные с помощью ЭШ ЕС-1022, коэффициентов взаимодействия РЛ с мэза-гексависмутатом свинца и ХСП • массовых

ослабления, линейных коэффициентов передачи энергии, когерентного рассеяния. Расчет, показал, что суммарное ослабление РИ ыезагексависмутатом'свинца определяется как свинцом, так и висмутом. В связи с близостью длин волн К- , и - й М-скач-ков свинца и висмута, для коэффициентов ослабления, поглощения и передачи энергии РИ соединениями.системы &&У~ /3<а ^характерно, наличие соответственно в этих областях 2, 6 и 10 скачков. Это приводит к расширения областей скачков по сравнению с со-огЕетству.псдаш для исходных оксидов О и .

Экспериментальная проверка подтвердила .правильность расчета

- 8 -

коэффициентов ослабления для б^zs -r '

По методике, предложенной Шлрвайтис А.И., Аминаускзс A.B., Еаубкнас-Р.В. [2] , с использованием экспериментальных данных по рвнтгенопроводимости, рассчитана энергия образования пары электрон-дырка. Для мезагэксавпсмутата свинца эта эне^ия составляет Sa ~ 5>6 э3» Для M/r Gezirp 4, = 8'° зВ-

Соответственно значения квантового выхода при возбуждении РА от медной миаени анода с длиной волны -Ад^. = 1,54 1 JH = = 1,6 10^ электрон/квант и уЗ - 10® электрон/квант. Ошибки в определении истинного значения энергии образования пары электрон-дырка могут быть связаны с передачей энергии решетке, с потерями электронов и дырок в результате рекомбинации, а такде с явлениями временного захвата части возникших носителей локальными центрами.

Для расчета спектрального распределения тока под действием РИ по методике, разработанной в ЛГПИ им. А.И.Герцена Лаптевым В.В. [з! , необходимы расчеты: энергетических выходов атомов, релахсирующих Оже-элоктроны и характеристическое излучение в областях К- и L -скачков соединения. Поскольку суммарное ослабление РИ системой PS С - ß<z в области К-скачка определяется как свинцом, так и висмутом, то по аналогии с расчетом коэффициентов взаимодействия РИ с веществом, в энергетичзс-кие выходы атомов, релаксиругацих Ояе-электроны а характеристическое излучение, будут давать вклад в области К-скачка соединения, в зависимости от весовой доли элемента, как.свинец, так и висмут. Для расчета энергетического выхода Оже-электрснов в , области К-скачка мезагексависмутата свинца будет справедливо следующее уравнение:

г' to' -f- - ■ т-

\pg Z4ei + f*6 3 Л« л,

где -А* - длина волны К-скачка, <? - атомный номер элемента, , . - весовые доли свинца и висмута соответственно в соединении. Для расчета энергетического выхода Оже-эле-ктронов в облает/ С -скачка мезагексависмутата свинца справедливо слодукшев уравнение:

- Э -

f - -L r> 4- j. _ , Q a

r'v

Jips >

» ^¿г ». - длины волн jC -скачков.

На кривой, спектрального распределения тока под действием РИ, рассчитанной в интервале длин волн от нм до 1 нм при толщине образца 50 мкм, существуют два максимума, слева от К- и L -скачков поглощения РИ Р^г ¿ъ ¿л соответственно: от 10~2 нм до 1,4-Ю-2 нм, от 5-1Q-2 нм до 7-10"^ нм. Экспериментальные данные подтверждают правильность общего хода расчетной кривой. Различая между экспериментальными данными и теоретическими, вероятно, связаны с потерями фотогенерированных носителей в. веществе.

9.4. Четвертая глава посвящена изучению рентгенопроводимости в слоях . Исследование на слоях проводится

впервые.

По зависимости проводимости под действием РИ от напряженности электрического поля определяется, что образование свободных носителей под действием РИ лроисходит более вероятно по механизму Онзагера. Произведена оценка значения радиационного выхода рвободных носителей заряда при отсутствии электрического поля на 100 эВ поглощенной энергии = 0,2-0,3 » что согласуется с дагным-и для полимеров. = 0,05-0,2 .

Экспериментальное"исследование волътауперных характеристик (ВАХ)

слоев

à/i , как и для керамических образцов, показало, что протекание тока соответствует токам ограниченным пространственным зарядом (ТОПЗ)■. Для установления вида янхекции использовался обобщенно-аппроксимативный метод Свеч-НЕКова-Зиганова для инкекшюнно-контактньх явлений. Он позволил определить, что механизмом заполнения" ловушек является монополярная инсекция заряда из электрода. Исследование степенного участка BAS при различных температурах указывает на существование в запрещенной зоне перзкрыЕаззщихся групп ловушек,, энергетическое распределение суммарной концентрации которых близко к экспоненциальному.

Из анализа темновых и рентгеновских ВАХ по теории Роуза-амперта вычислены основные параметры для слоев мезагексависму-ата свинца. Они находятся в хорошем согласии о: аналогичными анными для керамик.

Рассмотрение зависимости отношения полезного сигнала к уроню темнового тока.от напряженности электрического поля указы-ает на нормальное фотовозбуждение. В области предельной инже-ции кратность тока уменьшается, что объясняется уменьшением ремени жизни электронов, образовавшихся под действием РИ, воз-уждаемых в зону проводимости, относительно обратного захвата а локальные уровни.

Дозиметрические и люксамперныэ характеристики слоев мезагек-:ависмутата свшгца описываются уравнением вида:

1а - А1• /Р^ а Т

" 4 , где А Jp - добавка тока

юд действием РИ, А - константа для данного материала, Я «мощность экспозиционной, дозы, 0,5 < f К. 1. По теории 'оуза-Фаулера-Вайсберга такой вид характеристик сввдетельству-iT о квазинепрерывном распределении ловушек по энергиям в запущенной зоне. В области температур 7" 260 К, дозиметри-гескае характеристики линейны. Об этом свидетельствует и отсут-:твие температурной зависимости проводимости в этой области температур* Аналогичные факты наблэдались для полимеров: полиэтилен низкой плотности и политетрафторэтилен. По теории Фран-севича причиной может быть: 1. накопление' положительных заря-юв при низкой температуре до такой концентрации (10^- 10*7 5?.r3J , когда их сферы рекомбинация перекрываются; 2» расцре-хеление ловушек, не по строгой экспоненте, а по близкой к ней кривой, выражаемой экспонентой с непостоянным значением пар?-.!Отра характеристической температуры.

Температурная зависимость рентгенопроводимоста в слоях РS2 ßc6 Ö„ описывается моделью Роуза-Фаулера-Вайсберга. Энергия активации добавки тока под действием РИ составляет

=0,3 эВ. Значение характеристической температуры, рассчитанной в области комнатной температуры 7J =630 К, что согласуется со значением, рассчитанным из дозиметрических характеристик = 680 К._____

Для областе^^гешератур Т>у 300 К характерно наличие махск-«яука на запясимостл добавки тока под действием РИ о.т темшера-

- 11 -

туры. Такой ввд зависимости характерен для аморфных и стеклообразных полупроводников, что указывает на сложный спектр локальных состояний в запрещенной зоне и связ.ан, вероятно, с зависимостью подвижности и'Времени жизни носителей заряда ог температуры.

Длинновременная кинетика рентгеиопроводимости рассматривалась в интервале температур от 296 К до 225 К. Но теории Вай-сберга монотонное возрастание радиационной проводимости до ста ционарного значения объясняется превышением потока носителей на ловушки над потоком рекомбинирующих носителей и реализуется при малых степенях заполнения ловушек. При низких температурах преобладающее влияние на нарастание оказывают процессы рекомбинации.

Все.характеристики являются обратимыми, что свидетельствует о радиационной стойкости слоев ^¿ъ &<> в диапазоне мощностей экспозиционных доз до 40 Р/с.

Комплекс изученных характеристик под действием РИ позволяет говорить о возможности применения этого материала в области длинноволнового РИ в качестве преобразователя РИ. . 9.5. Пятая глава. Рассматриваются эффекты накопления заряда под действием РИ в слоях & с помощью метода

термостимулированной деполяризации- (ТОД) .

Для блоев мезагексависмутата свинца, как и для керамик, характерно наличие термоэлектретного состояния. Зависимость тока деполяризации от температуры характеризуется тремя максимумами: 160 К, 230 К, 320 К. Первый и второй максимумы в зависимости от напрявления поляризующего поля изменяют полярность, т.е. они. обусловлены формированием гетерозаряца. Анализ ТСД для максимума, лежащего в области 230 К, показал, что в слоях мезагек-йависыутата свинца существует обьемно-зарядовая поляризация, р< ализуется слабый перезахват на ловушки» _

Третий же максимум ТСД связан с лиромаксимумом. ТСД повторяет общий ход пиротока. Пиромаксимум полностью поглощается мак-стаумом ТСД. Для керамик ^'б , в отличие от слоев,

обнаружено два пнромаксимума при тешературат 230 К и 296 К. Пирохоэффициент, рассчитанный по формула Маршалла, достигает Ю-® КлД'М2, что соответствует этому значению для керамик.

Термоактивацнонная штодика иэучешия материала под действи-

ем РИ заключалась в приложения поля во время облучения образца, затем нагрева в короткозамкнутом режиме.

Облучение РИ не вызывает появления новых максимумов на кривой ТСД, что может свидетельствовать о радиационной стойкости данного материала. Температуры максимумов на ТСД и ТСД под действием РИ (ТСДРЭС) совпадают, причем ток в максимуме

гс f» reo . Исходя аз полученных экспериментальных

данных по ТСД и ТСДРЭС, согласно работам Губкин* А.Ii« !_4 j , можно полагать, что термоэлектретное и радиоэлектретноа состояния в мезагексависмутате свинца имеют общий механизм и связаны с миграцией я последующим захватом свободных электронов на ловушки .квазянепрерывно распределенные в запрещенной зоне этого материала по анергиям.

Обнаружена нелинейная зависимость интенсивности максимума = 230 К ТСДРЭС от мощности экспозиционной дозы. Увеличение интенсивности максимума и площади под кривой ТСДРЭС с возрастанием поглощенной энергии свидетельствует об увеличении объемного заряда, запасенного образцом при облучении.

Оценка параметров максимумов из кривых ТСД и ТСЦР2С но известным методикам, указывает на сложный спектр локальных со-.: го-яний, экспоненциально распределенных по энергиям в запрещенной зоне Р^'s , с выделением трех групп уровней

- 0,4 эВ - 0,5 эВ. Параметры уровней, найденные для слоев, хорошо согласуются с аналогичными данными, приведенными для керамик.

При изучении ТСДРЭС в слоях было обнаружено

выполнение зависимости Q для второго мак~иму*а

( температура в максимуме Zh = 230 К) . Где Q - зарад, образовавшийся под действием РИ при данной мощности экспозиционной дозы Я . Это позволяет рекомендовать fitf^ О/, .-, качестве дозиметра для РИ, работа которого основана на анализе зарядового содержания пиков. Радиационный отклик в измерениях с РИ (энергия кванта 3 кэЗ) для слоев мезагексазиомутата сзич ца достигал*10"*1 Кл/см2 на 1 Р. Это говорит о хорояяй чувствительности, поскольку радиационный отклик при воздействии ?И энергией 35 кэВ на высокочувствительные термоэлектрета и,; достигал 4-Ю"10 Кл/см2 на 1 Р.

Мэзагаксависмутат свинпа может быть использован в облас-ги

- 13 -

Рй как радиациоиночувствительный материал и как вещество для поглощения РИ. Данный полупроводник, отличающийся стабильнос-тьп к внешним воздействиям, может быть рекомендован для исполь< зования в рэнтгеновидиконах, в качестве слоев для рентгенотер-мопластических носителей информации, диэлектрической защиты, 9,6. Шестая глава. Рассматривается проводимость под действием РИ в пленках ХСЛ ^^ иг • Основные харак-

теристики рентгенопроводимости для пленок аналогичны характеристикам этого материала в видимой области спектра, что позволяет при описании закономерностей пользоваться теми же теориями. Рентгенопроводимость в пленках ^¿/г г можно описать моделью Роуза-Фаулера-Вайсберга. Высокоомность материала, значительная рентгеночувствительность, линейность дозиметрических характеристик позволяют говорить о -возможности, применения этого материала в слоях для рентгенотермопластичес-ких носителей информации, преобразователях РИ. Сходство дозиметрических характеристик и температурных характеристик проводимости под действием РИ в мезагексависмутате свинца и 1СД

г" может свидетельствовать о возможном

сходстве механизмов переноса тока в этих двух типах разупоря-доченных полупроводников. 10. Основные результаты работы.

1. Экспериментальное исследование проводимости под действием РИ двух групп материалов: стеклообразного полупроводника

и позиционно неупорядоченного полупроводника- £ > содержащих тяжелые элементы , /3/ , показало, что они являются высокоомными рентгеночувствительными веществами. Следствием высокой степени разупорядо-ченности является общность их рентгеноэлектрических свойств.

2. В целом рентгенопроЕодимость в обоих материалах может быть ош'сана моделью; Роуза-Фаулера-Вайсберга.*Быстрая термализация носителей тока, образующихся под действием РИ, приводит к сходству характеристик проводимости под "действием ри и видимого света.

3. ПроЕеден расчет коэффициентов взаимодействия РИ С

а спектрального распределения рентгеночувствятельности. Получила дальнейшее развитие методика расчета спектрального распределения раятгеночуьстьлтельиости„в,применении к-материалам,

- 14

держащим в своем составе два и более элемзнтоз, обладающих знаковой поглощательной способностью к РИ. Произведена оцен-энергяя образ овачяя пары электрон-дырка: для Г/ « 5,6 эВ, для . <*¿ = 8,0 эВ.

Разработана конструкция измерительной ячейки для исследова~ я высокоомннх материалов в длинноволновой области РИ„ Разработана технология получения пленок P&z ме-

дом седиментация порошка .в поле центробежных сил инерции. Показано, что образование свободных носителей заряда при во-.ействии РИ на ^'с происходит по.механизму

;загера.

Выявлено существование в слоях групп лову-

!К,экспоненциально распределенных по энергиям в запрещенной níe( с глубиной залегания 0,2 эВ - 0,4 эВ - 0,5 эВ.

С помощью метода термостимулированной деполяризации изуче-t эффекты накопления заряда в ^ '¿ ¿/f( Под действием

[. В области температур 200 - 260 К для мезагексависмутата -¡инца выполняется прямо пропорциональная зависимость логариф-t заряда, образованного под действием РИ, от мощности экспо-гционной' дозы. Радиоэлектретное и термоэлектретное состояния слоях мезагексависмутата свинца имеют общую природу и связа-( с миграцией и после душил захватом свободных электронов на жальннэ уровни.

, Проведенное исследование показывает, что ^^s и

■=>é/r Ge í~ s~ обладают высокой стабильностью к ieoHHM воздействиям п могут использоваться з качестве преоб-13ователой РИ.

Основнце результаты диссертации опубликованы в следующих аботах. -

» Гладковскнй В.В. и др. Спектральная чувствительность слоев Z7^Óp с Я и У^ /В.В.Гладковскнй, Е.П.Зиновьева» .А.Светицкая // Фотопроводники: Сб.науч.тр./ЛГПИ им.А.И.Гер-эна. - Л., 1983. - С.1Ю-112.

. Аванесян В.Т. и др. Фотоэлектрические свойства свинецсодерг-ащих халькогешшгах стеклообразных полупроводников в видимой рентгеновской областях спектра /В.Т.Аванесян, Л.П.Бекичева, ■,М.Лвбин, Н.А.Савинова, В.А.Сэетищсая, В.З.Степанов // Взаимо- 15 -

действие электронов и фотонов с твердым телом: Сб.науч.тр. /ШШ им.А.И.Герцена. - Л., 1984. - С.62 -36.

3. Борцовский Г.А. я др. Внутренний фотоэффект в висмутатах свинца /Г.А.БордовскиЙ, А.Б.Даркой, В.А.Светицкая // Взаимодействие электронов и фотонов.с твердым телом: Сб.науч.тр./ЛПШ им.А.И.Герцена. - Л.. 1984. - С.95-100.

4. Бордовский Г.А. и др. Новые фотопроводящие материалы на основе висмутатов свинца /Г.А.БордовскиЙ, А.Б.Наркой, В.А.Светицкая // Бессеребряные и необычные фотографические процессы: Тез.докл.Всесошн.конф., Суздаль, 28 февр.- 2 марта 1Э84 г. -Т.1. - 4.1. - Черноголовка, 1984. - С.56-57.

5. Анисимова Н.И. и др. Рентгенопроводимость слоев соединений системы О - ^в резисторном режиме /Н.И.Анисимова, Г.А.БордовскиЙ, В.А.Светицкая // Широкозонные полупроводники

и диэлектрики: Сб.науч.тр. /ЛГПИ им.А.И.Герцена. - Л., 1985. -С.89-93.

6. Бордовский Г.А. и др. Фото- и рентгенопроводимость в тонких пленках ХСП системы Р£ - Qe~S /Г.А.Бордовский, В.Ч. Любин, H.A.Савинова, В.А.Светицкая // Стеклообразные полупроводники: Тез.докл.Всесоюзн.конф., Ленинград, 2-4 окт. 1985 г. -I., 1985. - C.99-10Q.

Цитируемая литература.

1. Цукерман В.Г. Камера для измерения фотопроводимости высоко-аинит кйтйпилло« ПОД дяйотиием жесткого излучения // ПТЭ. -1965. - Ji 6.- С.192-193»

2. Ширвайтис А.И. и др. Некоторые рентгенофизические свойства монокристаллов Се/Л /А.И.Ширвайткс, А.В.Аминаускас, Р.Б. Баубинас // Лит.физ.сб. - 1967. - Т.7, Л 2. - С.463-473.

3. Лаптев В.В. Получение и исследование окисно-свинцовкх рент-генорезисторных и рентгеновидиконных слоев: Дис. ... канд. фяз.-мат.наук: 01.04.10. - Л., 1977. - 224 с.

4. Губкин А.Н., Шарова Г.Г. Электретный эффект в корундовой керамике // Электретный аффект я электрическая релаксация в твердых диэлектриках: Сб.науч.тр. /ОДВД. - ¡¿., 1984. - С.4-10.

Ш^^У^ i Üoa-j—)

- 16 ~ Зак. » 9О Тираж /со

ООП Волупрстат /о/г